KR100803613B1

KR100803613B1 - 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조

Info

Publication number: KR100803613B1
Application number: KR1020060124730A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 김학수; 김기범; 박익서; 안기정; 기제 피터
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-02-19

Abstract

본 발명은 왕복동 사판식 압축기의 구동으로 피스톤이 실린더 블록의 실린더 보어 내에서 왕복 운동할 때 피스톤이 자전하지 않도록 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤의 자전방지 구조는, 하우징과; 상기 하우징에 결합되며 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블록과; 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 구동축과; 상기 구동축에 설치되어 구동축의 회전에 따라 그 경사각을 변화시키는 사판과; 상기 사판에 슈를 개재하여 설치되는 복수개의 피스톤으로 이루어진 왕복동 사판식 압축기에서, 상기 피스톤은 피스톤 몸체부와 브릿지부로 구성되되, 상기 브릿지부에는 돌출되게 돌기부를 형성하며, 상기 실린더 블록에는 실린더 몸체의 실린더 보어 입구쪽 테두리에 돌출되게 자전방지턱을 형성하되, 상기 자전방지턱에는 길이방향으로 가이드 홈을 형성하여 상기 피스톤의 돌기부가 가이드 홈에 삽입되어 슬라이드 안내하도록 구성된다.

왕복동, 사판식, 압축기, 피스톤, 실린더 블록, 자전방지

Description

왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조{ROTATION PREVENTING STRUCTURE OF PISTON FOR RECIPROCATING SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

도 1은, 종래기술의 왕복동 사판식 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이다.

도 2는, 본 발명의 피스톤 자전방지 구조가 적용된 왕복동 사판식 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 피스톤 구조를 나타내는 도면으로, 도 3a는 피스톤의 사시도이고, 도 3b는 피스톤의 종단면도이다.

도 4는 본 발명의 실린더 블록을 나타내는 도면으로, 도 4a는 실린더 블록의 사시도이고, 도 4b는 실린더 블록의 측면도이다.

도 5는 본 발명의 피스톤 및 실린더 블록의 결합된 상태를 나타내는 도면으로, 도 5a는 결합된 상태의 사시도이고, 도 5b는 그 단면도이다.

* 주요 구성부호에 대한 설명 *

110 : 실린더 블록 110a : 실린더 보어

111 : 실린더 몸체 112 : 자전방지턱

112a : 가이드 홈 120 : 전방 하우징

130 : 후방 하우징 140 : 구동축

150 : 사판 200 : 피스톤

201 : 슈 211 : 피스톤 몸체부

212 : 중공부 213 : 브릿지부

214 : 제1 측벽 214a : 오일 유지홈

215 : 제2 측벽 215a : 통공

216 : 연결부 217 : 돌기부

본 발명은 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에 관한 것으로, 특히 피스톤과 실린더 블록의 구조를 개선하여 왕복동 사판식 압축기의 구동으로 피스톤이 실린더 블록의 실린더 보어 내에서 왕복 운동할 때 피스톤이 자전하지 않도록 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 왕복동 사판식 압축기는 공통적으로 하우징과, 상기 하우징에 결합되는 실린더 블록과, 피스톤과 이를 구동하기 위한 구동장치를 구비하고 있다.

이러한 왕복동 사판식 압축기는 열부하의 변동에 따라 사판의 경사각을 변화시켜 피스톤의 행정을 제어함으로서 냉매에 대한 정밀한 압축제어를 달성할 수 있 으며, 사판의 경사각이 연속적으로 변화함으로서 압축기에 의한 엔진의 급격한 토크 변동을 적게 하여 압축기를 구동하고 있는 중에도 차량의 운전성능이나 승차감을 양호하게 유지할 수 있다는 특징이 있다.

이러한 종래의 왕복동 사판식 압축기의 일 예가 한국공개특허공보 제2002-0038464호(이하 '종래기술'이라 한다)에 개시되어 있으며, 이하 도 1을 참조하여 그 구성에 대하여 개략적으로 기술하도록 한다.

상기 종래기술의 왕복동 사판식 압축기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(12a)를 가지는 실린더 블록(12)과, 상기 실린더 블록(12)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(11)과, 상기 실린더 블록(12)의 후방에 밸브 플레이트(14a)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(13)으로 구성된다.

상기 전방 하우징(11)의 안쪽에는 사판실(15)이 마련되며, 전방 하우징(11)의 중심 부근에는 베어링(17)을 매개로 구동축(16)의 일단이 회전 가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(16)의 타단은 상기 사판실(15)을 통과하여 실린더 블록(12)에 설치된 베어링(18)을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 구동축(16)에는 러그 플레이트(23)와 사판(25)이 설치되어 있으며, 러그 플레이트(23)와 사판(25) 사이에는 사판(25)을 탄력적으로 지지하기 위한 스프링이 개재되어 있다.

상기 러그 플레이트(23)에는, 중앙부에 가이드 홀이 각각 천공된 한 쌍의 동력전달용 지지 암이 일면에 일체로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 사판(25)의 일면 에는 볼(26)이 형성되어 있어, 상기 러그 플레이트(23)가 회전함에 따라 상기 사판(25)의 볼(26)이 러그 플레이트(23)의 가이드 홀 내에서 슬라이딩 이동하면서 사판(25)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

한편, 상기 사판(25)의 둘레 테두리부에는 슈(27)를 개재하여 피스톤(21)이 설치되며, 상기 피스톤(21)은 사판(25)이 경사진 상태에서 회전함에 따라 실린더 블록(12)의 각 실린더 보어(12a) 내에서 왕복 운동하게 된다.

여기서, 미설명된 구성부호 29는 동력전달기구이며, 30은 엔진, 31은 흡입실, 32는 토출실, 38은 제어밸브이고, 상기 흡입실(31)과 토출실(32)은 도시하지 않은 외부 냉매회로에 접속된다.

그런데, 상기 종래기술의 왕복동 사판식 압축기에서는 슈를 개재하여 사판에 설치된 피스톤이 실린더 보어에 삽입되어 왕복 운동을 할 때 피스톤의 자전운동을 방지하는 구성이 없어 왕복동 사판식 압축기의 구동 중에 피스톤이 조금씩 자전하려는 힘이 작용하게 되므로, 사판과 슈, 실린더 보어 등에서의 마찰을 증가시키는 원인이 될 뿐만 아니라, 이로 인하여 실린더 보어 내에서 피스톤의 원활한 왕복 운동에도 악영향을 미친다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 피스톤과 실린더 블록에 피스톤의 자전방지 구조를 갖도록 함으로서 피스톤의 왕복 운동 중에 피스톤이 자전운동하는 것을 방지하는 데 있다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 피스톤 자전방지 구조에 있어서 피스톤과 실린더 블록의 접촉면적을 최소화하여 마찰에 의한 손실을 적게 하는 데 있다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 피스톤과 실린더 블록의 표면에 대해 질화처리를 실시하여 피로강도와 내마모성, 내식성을 향상시키는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤의 자전방지 구조는, 하우징과; 상기 하우징에 결합되며 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블록과; 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 구동축과; 상기 구동축에 설치되어 구동축의 회전에 따라 그 경사각을 변화시키는 사판과; 상기 사판의 둘레 테두리부에 슈를 개재하여 설치되는 복수개의 피스톤으로 이루어지며, 상기 사판이 경사진 상태에서 회전함에 따라 상기 각각의 피스톤들이 실린더 블록의 각 실린더 보어 내에서 왕복 운동하는 왕복동 사판식 압축기에 있어서, 상기 피스톤은, 실린더 보어에 삽입되어 왕복 운동하는 피스톤 몸체부와, 슈를 개재하여 사판에 설치되는 브릿지부로 구성되되, 상기 피스톤 몸체부 쪽의 브릿지부에는 돌출되게 돌기부가 형성되고, 상기 실린더 블록은, 실린더 몸체와 상기 실린더 몸체의 실린더 보어 입구쪽 테두리에 구동축 방향으로 돌출되게 형성된 자전방지턱으로 이루어지되, 상기 자전방지턱에는 선단으로부터 구동축의 길이방향으로 연장되고 반경방향으로 관통된 가이드 홈이 형성되고, 구동축 방향에서 바라볼 때, 상기 자전방지턱은 실린더 보어와 실린더 몸체의 테두리 사이에 형성되되, 상기 실린더 보어와 대응되는 위치에 각각 형성되고, 각각의 자전방지턱 사이는 일정한 간격만큼 이격되도록 형성되며, 상기 자전방지턱의 외면은 상기 하우징의 내면에 결합되고, 상기 피스톤의 돌기부가 상기 실린더 블록의 가이드 홈에 삽입되어 슬라이드 안내되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 자전방지턱이 실린더 보어와 실린더 몸체 사이에 형성되되, 실린더 몸체의 테두리에 원주방향으로 일체로 형성되거나, 또는 상기 자전방지턱이 상기 실린더 보어와 대응되는 위치에 형성되고, 각각의 자전방지턱 사이는 일정한 간격만큼 이격되도록 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 브릿지부의 슈와 접촉하는 결합면에는 내측으로 연장되는 오일 유지홈이 형성되어 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 브릿지부가 피스톤 몸체부 쪽에 형성되는 제1 측벽과, 상기 제1 측벽과 대향되게 형성된 제2 측벽과, 상기 제1 측벽과 제2 측벽을 연결하는 연결부로 이루어지되, 상기 연결부의 제1 측벽 쪽 양 측면에는 돌기부가 돌출되게 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 제1 측벽에는 슈의 외면과 동일한 곡률을 갖는 오목한 형태의 슈 결합면이 형성되되 상기 결합면의 중앙에는 오일 유지홈이 형성되고, 상기 제2 측벽에는 슈 보다 작은 직경의 통공이 형성되되 상기 통공의 테두리에는 슈의 외면과 동일한 곡률을 갖는 테두리부가 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 제1 측벽과 제2 측벽에 각각 슈의 외면과 동일한 곡률을 갖는 오목한 형태의 슈 결합면을 형성하되, 상기 각각의 결합면의 중앙에는 오일 유지홈이 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 피스톤 몸체부가 일단이 폐쇄되고 타단은 개구되며 그 내부에 중공부를 구비한 원통형으로 구성되되, 상기 피스톤 몸체부의 개구부에는 브릿지부가 고정되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 상기 피스톤과 실린더 블록의 표면에 질화처리된 것을 또 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

여기서, 도 2는 본 발명의 피스톤 자전방지 구조가 적용된 왕복동 사판식 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 피스톤 구조를 나타내는 도면으로, 도 3a는 피스톤의 사시도이고, 도 3b는 피스톤의 종단면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 실린더 블록을 나타내는 도면으로, 도 4a는 실린더 블록의 사시도이고, 도 4b는 실린더 블록의 측면도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 피스톤 및 실린더 블록의 결합된 상태를 나타내는 도면으로, 도 5a는 결합된 상태의 사시도이고, 도 5b는 그 단면도이다.

본 발명의 피스톤 자전방지 구조가 적용된 왕복동 사판식 압축기(1000)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과, 복수개의 실린더 보어(110a)를 가지고 있는 실린더 블록(110)과, 상기 실린더 블록(110)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)에 연결되어 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판(150)과, 상기 사판(150)과의 회전에 따라 상기 실린더 보어(110a)에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(200)과, 상기 실린더 블록(110)의 바닥에 설치된 흡입/토출 밸브장치(300)와, 상기 흡입/토출 밸브장치(300)를 개재하여 상기 하우징(100)에 형성된 흡입실(131)과 배출실(132)을 포함하여 구성된다.

상기 하우징(100)은 상기 실린더 블록(110)을 사이에 두고 전방하우징(120)과 후방하우징(130)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 후방하우징(130)에는 흡입실(131)과 배출실(132)이 각각 형성되어 있으며, 상기 흡입/토출 밸브장치(300)의 밸브 플레이트(330)에는 실린더 보어(110a)와 흡입실(131)을 연통시키는 흡입구(331), 및 실린더 보어(110a)와 배출실(132)을 연통시키는 배출구(332)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브 플레이트(330)에 형성된 흡입구(331) 및 배출구(332)에는, 상기 피스톤(200)의 왕복운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(331)와 배출구(332)를 개폐시키기 위한 흡입밸브(미도시)와 배출밸브(미도시)가 각각 구비된다.

상기 실린더 블록(110)은 8개의 실린더 보어(110a)가 형성되어 있으며, 그 실린더 보어(110a)를 통해 왕복 운동하는 피스톤(200)에 의해 상기 흡입실(131)로부터 유입된 냉매가 연속적으로 압축된다. 여기서, 실린더 보어(110a)의 개수는 변동이 가능하다.

상기 구동축(140)은 베어링(400)를 개재하여 상기 전방하우징(120)과 실린더 블록(110)에 회전이 자유롭게 지지된다.

그리고, 상기 사판(150)은 슈(201)를 개재하여 상기 피스톤(200)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합된다.

사판(150)의 전후에는 각각 연결 돌출부(155)가 형성되어 있고, 연결 돌출부(155)와 구동축(140) 사이에는 연결 링크(600)가 개재되어 있으며, 서로는 힌지핀(610)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 연결 링크(600)와 연결 돌출부(155), 연결 링크(600)와 구동축(140)은 서로에 대하여 힌지 운동이 가능하도록 구성된다.

따라서, 사판(150)의 경사각 변화에 의해 사판(150)에 연결된 피스톤의 행정거리가 변화되도록 하여 압축기의 냉매 토출 용량이 변화될 수 있게 된다.

여기서, 미설명된 구성부호 P는 풀리, 800은 제어밸브이며, 이들 구성은 압축기에서 일반적으로 사용되는 것이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 이하에서는 본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조는, 크게 슈(201)를 개재하여 사판(150)에 연결되는 피스톤(200)의 브릿지부(213)에 형성된 돌기부(217)와, 상기 실린더 블록(110)의 실린더 보어(110a) 입구측 테두리부에 돌출되게 형성되며 상기 돌기부(217)가 삽입되어 슬라이드 안내되는 가이드 홈(112a)이 길이방향으로 연장 형성된 자전방지턱(112)으로 이루어진다.
특히, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 자전방지턱(112)에 형성된 가이드 홈(112a)은 상기 자전방지턱(112)의 선단으로부터 길이방향으로 연장되며 구동축의 반경방향으로 관통되게 형성되어 있다.
또한, 상기 자전방지턱(112)의 외면은 상기 하우징의 내면에 결합되어 있다.

먼저, 본 발명의 피스톤(200)은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 실린더 보어(110a)에 삽입되어 왕복 운동하는 피스톤 몸체부(211)와, 슈(201)를 개재하여 사판(150)에 설치되는 브릿지부(213)로 구성되며, 상기 피스톤 몸체부(211)와 브릿지부(213)는 서로 고정된다.

여기서 상기 브릿지부(213)는, 상기 피스톤 몸체부(211)에 고정되는 제1 측벽(214)과, 상기 제1 측벽(214)과 대향하는 제2 측벽(215)과, 상기 제1 측벽(214)과 제2 측벽(215)을 연결하는 연결부(216)로 이루어지며, 상기 제1 측벽(214)과 제2 측벽(215) 사이에는 슈(201)를 개재하여 사판(150)이 설치된다.

그리고, 상기 연결부(216)의 제1 측벽(214) 쪽 양 측면에는 돌기부(217)가 돌출되게 형성되며, 후술하는 실린더 블록(110)의 자전방지턱(112)에 형성된 가이드 홈(112a)과의 접촉 마찰을 최소화하기 위하여 상기 가이드 홈(112a)과 면 접촉하는 돌기부(217)의 측면의 면적은 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 피스톤 몸체부(211)는 전체가 일체형으로 형성하거나, 또는 일단이 폐쇄되고 타단은 개구되며 그 내부에 중공부(212)를 구비한 원통형으로 구성될 수 있는데, 이 경우에는 디프 드로잉(deep drawing)이나 다이캐스팅 등에 의해 슬리브와 유사한 방식으로 가공된다.

그리고, 상기 제1 측벽(214)의 슈(201)와 결합되는 결합면은 슈(201)의 외면과 동일한 곡률을 갖는 오목한 형태로 형성되며, 상기 결합면의 중앙부분에는 결합면으로부터 내측으로 연장되게 오일 유지홈(214a)을 형성하여 오일이 장시간 머물게 함으로서 제1 측벽(214)과 슈(201) 사이의 윤활을 도모하도록 구성하는 것이 바 람직하다. 또한, 상기 결합면과 오일 유지홈(214a)의 경계부 즉, 오일 유지홈(214a)의 테두리는 일정한 각도로 테이퍼지거나 상기 슈(201)의 곡률보다 큰 곡률을 갖도록 가공하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 측벽(215)의 슈(201)와 결합되는 결합면은 상기 제1 측벽(214)과 동일하게 형성하거나, 또는 그 중앙에 슈(201) 보다 작은 직경의 통공(215a)을 형성하고, 상기 통공(215a)의 테두리는 슈(201)의 외면과 동일한 곡률을 갖는 오목한 형태로 가공할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실린더 블록(110)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 그 내측에 일정한 간격으로 실린더 보어(110a)가 형성된 실린더 몸체(111)와, 상기 실린더 몸체(111)의 실린더 보어(110a) 입구쪽 테두리에 돌출되게 형성된 자전방지턱(112)으로 이루어진다.

여기서, 구동축 방향에서 바라볼 때, 상기 자전방지턱(112)은 상기 실린더 보어(110a)와 실린더 몸체(111)의 테두리 사이에 형성되며, 그 길이방향으로 피스톤(200)이 왕복 운동하는 방향 즉, 피스톤(200)이 왕복 운동하는 방향을 따라 가이드 홈(112a)이 형성된다. 상기 가이드 홈(112a)은 상기 피스톤(200)의 돌기부(217)가 삽입되어 슬라이드 안내하는 것으로, 상기 가이드 홈(112a)의 중심선은 실린더 보어(110a)의 중심선과 일치하도록 형성한다.

한편, 상기 자전방지턱(112)은 실린더 몸체(111)의 테두리에 원주방향으로 일체로 형성되거나, 또는 도 4a 및 도 4 b에 도시된 바와 같이, 실린더 보어(110a)와 대응되는 위치에 형성되고, 각각의 자전방지턱(112) 사이는 일정한 간격만큼 이 격되도록 하여도 무방한데, 열방출 등을 감안한다면 후자의 구성을 택하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 상기 각각의 자전방지턱(112)의 중앙에 가이드 홈(112a)을 각각 형성한다.

이하, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명에 따른 피스톤의 자전방지 구조의 작동관계를 설명한다.

먼저, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 구동축(140)에는 상기 구동축(140)의 회전에 따라 사판(150)이 경사각을 변경하면서 회전하도록 설치되며, 상기 사판(150)의 테두리에는 슈(201)를 개재하여 피스톤(200)이 설치되어 실린더 보어(110a) 내부에서 왕복 운동한다.

이때, 피스톤(200)의 연결부(216) 양 측면에 돌출되게 형성된 돌기부(217)는 실린더 블록(110)의 자전방지턱(112)에 형성된 가이드 홈(112a)에 삽입되어 피스톤(200)이 왕복 운동할 때에 슬라이드 안내하게 된다.

이에 따라, 상기 피스톤(200)은 왕복 운동만 가능할 뿐 자전운동은 방지되게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면을 질화처리한다.

이와 같은 질화처리로는 이온질화법과 가스질화법이 사용될 수 있는데, 이온질화법이 가스질화법에 비하여 질화속도가 빠르다는 점에서 바람직하며, 이하에서 는 이온질화법을 이용하여 피스톤(200) 및 실린더 블록(110)을 질화처리하는 과정에 대하여 간단하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 피스톤(200)과 실린더 블록(110)을 N₂ + H₂가스가 충전된 1~10Torr의 희박한 분위기의 진공로에 넣은 후, 피스톤(200)과 실린더 블록(110)을 음극(-)으로 하고 로 벽을 양극(+)으로 하여 수백 V의 직류전압을 가하여 글로우 방전을 일으킨다.

상기 방전에 의해 N+ 이온과 H+ 이온, 그 밖의 NH_i(i=1~5) 이온이 발생되며, 상기 이온들이 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면에 높은 운동에너지를 갖고 충돌하여 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면을 처리온도까지 가열함과 동시에 질화를 행하게 된다.

이때, 이온충격을 받은 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면에서 Fe원자가 튀어나와 이것이 플라즈마 속에서 고도로 활성화된 N+ 이온과 결합하여 FeN이 된 후 상기 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면에 흡착된다.

다음, 상기 FeN은 불안정한 초기 상태로부터 점차 FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N의 변화를 일으켜 질화가 진행되며, 이 과정에서 방출된 N은 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면으로부터 그 내부로 확산되어 질화처리가 이루어지게 된다.

이와 같이 질화처리가 이루어진 피스톤(200) 및 실린더 블록(110)은 피로강도와 내마모성, 내식성이 향상되게 된다.

이상과 같은 본 발명의 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에 따르면, 피스톤의 브릿지부에 돌출되게 형성된 돌기부가 실린더 블록의 자전방지턱에 형성된 가이드 홈 내에서 슬라이드 안내됨으로서, 피스톤이 실린더 보어 내에서 왕복 운동을 할 때에 피스톤이 자전운동하는 것이 방지되므로, 구성요소 사이의 마찰이 적고 피스톤의 원활한 왕복 운동이 가능하다는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에서는, 상기 돌기부의 측단면을 최소화하여 상기 가이드 홈과의 접촉 면적을 작게 함으로서, 돌기부와 가이드 홈 사이의 마찰에 의한 손실을 적게 할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조에서는, 상기 피스톤과 실린더 블록의 표면에 대하여 질화처리를 행함으로서 피로강도와 내마모성, 내식성 등을 향상시키는 유용한 효과도 도모할 수 있다.

Claims

하우징과; 상기 하우징에 결합되며 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블록과; 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 구동축과; 상기 구동축에 설치되어 구동축의 회전에 따라 그 경사각을 변화시키는 사판과; 상기 사판의 둘레 테두리부에 슈를 개재하여 설치되는 복수개의 피스톤으로 이루어지며, 상기 사판이 경사진 상태에서 회전함에 따라 상기 각각의 피스톤들이 실린더 블록의 각 실린더 보어 내에서 왕복 운동하는 왕복동 사판식 압축기에 있어서,

상기 피스톤(200)은, 실린더 보어(110a)에 삽입되어 왕복 운동하는 피스톤 몸체부(211)와, 슈(201)를 개재하여 사판(150)에 설치되는 브릿지부(213)로 구성되되, 상기 피스톤 몸체부(211) 쪽의 브릿지부(213)에는 돌출되게 돌기부(217)가 형성되고,

상기 실린더 블록(110)은, 실린더 몸체(111)와 상기 실린더 몸체(111)의 실린더 보어(110a) 입구쪽 테두리에 구동축 방향으로 돌출되게 형성된 자전방지턱(112)으로 이루어지되, 상기 자전방지턱(112)에는 선단으로부터 구동축의 길이방향으로 연장되고 반경방향으로 관통된 가이드 홈(112a)이 형성되고,

구동축 방향에서 바라볼 때, 상기 자전방지턱(112)은 실린더 보어(110a)와 실린더 몸체(111)의 테두리 사이에 형성되되, 상기 실린더 보어(110a)와 대응되는 위치에 각각 형성되고, 각각의 자전방지턱(112) 사이는 일정한 간격만큼 이격되도록 형성되며,

상기 자전방지턱(112)의 외면은 상기 하우징의 내면에 결합되고,

상기 피스톤(200)의 돌기부(217)가 상기 실린더 블록(110)의 가이드 홈(112a)에 삽입되어 슬라이드 안내되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조.
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제1항에 있어서,

상기 브릿지부(213)의 슈(201)와 접촉하는 결합면에는 내측으로 연장되는 오일 유지홈(214a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조.
제4항에 있어서,

상기 브릿지부(213)는, 피스톤 몸체부(211)쪽에 형성되는 제1 측벽(214)과,

상기 제1 측벽(214)과 대향되게 형성된 제2 측벽(215)과,

상기 제1 측벽(214)과 제2 측벽(215)을 연결하는 연결부(216)로 이루어지되,

상기 연결부(216)의 제1 측벽(214) 쪽 양 측면에는 돌기부(217)가 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조.
제5항에 있어서,

상기 제1 측벽(214)에는 슈(201)의 외면과 동일한 곡률을 갖는 오목한 형태의 슈(201) 결합면이 형성되되, 상기 결합면의 중앙에는 오일 유지홈(214a)이 형성되고,

상기 제2 측벽(215)에는 슈(201) 보다 작은 직경의 통공(215a)이 형성되되, 상기 통공(215a)의 테두리에는 슈(201)의 외면과 동일한 곡률을 갖는 테두리부가 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조.
제5항에 있어서,

상기 제1 측벽(214)과 제2 측벽(215)에는 각각 슈(201)의 외면과 동일한 곡률을 갖는 오목한 형태의 슈(201) 결합면이 형성되되, 상기 각각의 결합면의 중앙에는 오일 유지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자 전방지 구조.
제5항에 있어서,

상기 피스톤 몸체부(211)는, 일단이 폐쇄되고 타단은 개구되며 그 내부에 중공부(212)를 구비한 원통형으로 구성되되, 상기 피스톤 몸체부(211)의 개구부에는 브릿지부(213)가 고정되는 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조.
제1항에 있어서,

상기 피스톤(200)과 실린더 블록(110)의 표면에는 질화처리된 것을 특징으로 하는 왕복동 사판식 압축기의 피스톤 자전방지 구조.